焊接体及焊接体的制造方法与流程

1.本发明涉及一种焊接体及焊接体的制造方法。


背景技术：

2.以往，使用焊丝在保护气体中对多个钢铁部件进行电弧焊接，借此来制造焊接体。此时，保护气体中的活性气体中所包含的氧元素与钢铁部件及焊丝中所包含的si、mn等元素反应，从而在焊接部的表面产生焊渣。
3.另一方面，为了提高焊接体的耐腐蚀性，对焊接体进行电沉积涂装，但焊渣的电沉积涂装性较低。
4.在专利文献1中记载有一种实心焊丝(solid wire)，其包括：c：0.03～0.15质量％、si：超过0质量％且0.29质量％以下、mn：0.5～2.8质量％、ti：0.10～0.30质量％、al：0.003～0.30质量％、sn：0.02～0.40质量％、p：超过0质量％且0.015质量％以下、s：超过0质量％且0.030质量％以下、b：0～0.0100质量％、cr：0～1.5质量％、ni：0～3.0质量％、mo：0～1.0质量％、nb：0～0.3质量％、v：0～0.3质量％、cu：0～0.50质量％，剩余部分由铁和杂质构成。
5.[现有技术文献]
[0006]
(专利文献)
[0007]
专利文献1：日本特开2021-3717号公报


技术实现要素：

[0008]
[发明所要解决的问题]
[0009]
然而，期待提高焊渣的电沉积涂装性。
[0010]
本发明的目的在于提供一种焊渣的电沉积涂装性优异的焊接体。
[0011]
[解决问题的技术手段]
[0012]
本发明的一个方面是：在焊接体中，经由焊接部焊接有多个钢铁部件，至少一个前述焊接部的表面上存在焊渣，前述焊渣中si的含量在14质量％以下，si相对于mn的质量比在0.25以下。
[0013]
前述钢铁部件中si的含量也可以在0.72质量％以下。
[0014]
前述焊渣也可以具有树突组织。
[0015]
前述焊渣的厚度也可以在50μm以下。
[0016]
本发明的另一方面是一种上述焊接体的制造方法，包括在保护气体中对多个钢铁基材进行电弧焊接的步骤。
[0017]
前述保护气体中活性气体相对于惰性气体的体积比在5/95以上且14/86以下。
[0018]
(发明的效果)
[0019]
根据本发明，能够提供一种焊渣的电沉积涂装性优异的焊接体。
附图说明
[0020]
图1是绘示焊渣中的si和mn的含量与焊渣的电沉积涂装性的关系的图表。
[0021]
图2是阳离子电沉积涂装前后的实施例的焊接部的表面的光学显微镜照片。
[0022]
图3是阳离子电沉积涂装前后的比较例的焊接部的表面的光学显微镜照片。
[0023]
图4是阳离子电沉积涂装前的实施例的焊渣的截面的扫描电子显微镜(scanning electron microscope,sem)照片(放大照片)。
[0024]
图5是阳离子电沉积涂装后的实施例的焊渣的截面的sem照片。
具体实施方式
[0025]
以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0026]
本实施方式的焊接体经由焊接部焊接有多个钢铁部件，至少一个焊接部的表面上存在焊渣。此处，被焊接的钢铁部件的个数没有特别限定。
[0027]
焊渣中的si的含量在14质量％以下，优选在10质量％以下。如果焊渣中的si的含量超过14质量％，则焊渣的电沉积涂装性降低。此处，焊渣中的si的含量没有特别限定，例如在0质量％以上。
[0028]
焊渣中si相对于mn的质量比在0.25以下，优选在0.15以下。如果焊渣中si相对于mn的质量比超过0.25，则焊渣的电沉积涂装性降低，从而难以在焊接部上形成涂膜。
[0029]
钢铁部件中的si的含量优选在0.72质量％以下，进而优选在0.10质量％以下。如果钢铁部件中的si的含量在0.72质量％以下，则焊渣中的si的含量减少，焊渣的电沉积涂装性提高，从而能够使焊接部上有效形成涂膜。此处，钢铁部件中的si的含量没有特别限定，例如在0.005质量％以上。
[0030]
钢铁部件中的c的含量没有特别限定，例如在0.03质量％以上且0.10质量％以下。
[0031]
钢铁部件中的mn的含量没有特别限定，例如在1.00质量％以上且2.00质量％以下。
[0032]
钢铁部件中的p的含量没有特别限定，例如在0.001质量％以上且0.02质量％以下。
[0033]
钢铁部件中的s的含量没有特别限定，例如在0.001质量％以上且0.010质量％以下。
[0034]
此外，多个钢铁部件的组成可以相同也可以不同。
[0035]
焊渣优选具有树突组织。由此，焊渣的电沉积涂装性提高。推测这是由于纳米级的富si相和富mn相的存在。此处，富si相中si相对于mn的质量比例如在0.13以上且0.31以下。另外，富mn相中的si相对于mn的质量比例如在0.01以上且0.07以下。富mn相的电沉积涂装性高，并以微量级(micro order level)均匀地形成，从而能够使焊接部上的涂膜的形成均匀且有效。
[0036]
当将焊渣的厚度设为焊渣的顶点部与作为导电路径的钢铁部件之间的最短距离时，所述焊渣的厚度优选在50μm以下，更优选在30μm以下。如果焊渣的厚度在50μm以下，则焊渣的电沉积涂装性提高，从而能够使焊接部上的涂膜的形成有效。此处，焊渣的厚度没有特别限定，例如在10μm以上。
[0037]
在保护气体中对多个钢铁基材进行电弧焊接，从而可以制造本实施方式的焊接
体。此时，根据需要也可以使用焊丝。
[0038]
被电弧焊接的钢铁基材的组成与本实施方式的构成焊接体的钢铁部件的组成相同。
[0039]
保护气体中活性气体相对于惰性气体的体积比优选在5/95以上且14/86以下，进一步优选在5/95以上且10/90以下。如果保护气体中的活性气体相对于惰性气体的体积比在5/95以上，则焊接熔深加深，抑制了气孔、凹陷等缺陷的产生，如果在14/86以下，则焊渣的产生量及厚度减少。
[0040]
作为活性气体，没有特别限定，可以列举例如二氧化碳(co2)、氧(o2)等。另外，作为惰性气体，没有特别限定，可以列举例如氩气(ar)、氦气(he)等。
[0041]
焊丝中的si的含量优选在0.09质量％以下，进一步优选在0.05质量％以下。如果焊丝中的si的含量在0.09质量％以下，则焊渣中的si的含量减少，焊渣的电沉积涂装性提高。此处，焊丝中的si的含量没有特别限定，例如在0.005质量％以上。
[0042]
焊丝中的c的含量没有特别限定，例如在0.02质量％以上且0.15质量％以下。
[0043]
焊丝中的mn的含量没有特别限定，例如在1.40质量％以上且2.10质量％以下。
[0044]
焊丝中的p的含量没有特别限定，例如在0.001质量％以上且0.02质量％以下。
[0045]
焊丝中的s的含量没有特别限定，例如在0.001质量％以上且0.02质量％以下。
[0046]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的主旨的范围内也可以对上述的实施方式进行适当变更。
[0047]
[实施例]
[0048]
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限定于实施例。
[0049]
[焊接体的制造]
[0050]
利用脉冲mag焊机使用焊丝在保护气体中对作为钢铁基材的板厚为2.0mm的440mpa级电镀钢板进行电弧焊接，获得了经由焊接部焊接有钢铁部件的焊接体。此时，实施搭接角焊、t形接头焊和喇叭口焊，使脉冲电流及电弧电压发生变化。
[0051]
此处，在焊丝中：c的含量为0.07质量％、si的含量为0.05质量％、mn的含量为1.6质量％、p的含量为0.0015质量％、s的含量为0.006质量％、ti的含量为0.2质量％、cu的含量为0.2质量％，剩余部分为铁及不可避免的杂质。另外，在440mpa级电镀钢板中：c的含量为0.06质量％、si的含量为0.1质量％、mn的含量为1.2质量％、p的含量为0.01质量％、s的含量为0.02质量％，剩余部分为铁及不可避免的杂质。进一步地，保护气体中co2相对于ar的体积比为10/90。
[0052]
[焊渣的元素分析]
[0053]
使用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,fe-sem)，对焊接部的表面上存在的焊渣进行元素分析。具体而言，在焊接部上蒸镀碳后，利用能量色散x射线分析(energy-dispersive x-ray spectroscopy,eds)，在以下的条件下对焊渣进行了元素分析。
[0054]
加速电压：20kv
[0055]
分析范围：0.1mm
×
0.1mm
[0056]
其中，为了消除蒸镀、污染等的影响，而从被检测元素中排除o和c。
[0057]
[焊渣的电沉积涂装性]
[0058]
使用碱性脱脂剂fine cleaner l4460(日本parkerizing co.,ltd.制造)，对焊接体的表面进行脱脂后，用水充分清洗。其后，对焊接体的表面使用锌系表面调节剂prepalen x(日本parkerizing co.,ltd.制造)和磷酸锌涂装基础化学剂palbond l3020(日本parkerizing co.,ltd.制造)进行化学处理后，用水充分清洗。其后，对焊接体的表面使用电沉积涂料ed6551g(ppg制造)进行阳离子电沉积涂装，以使电沉积膜厚为25μm，并用水清洗后，再以170℃烘烤20分钟。接着，目视评价焊渣的电沉积涂装性。此外，焊渣的电沉积涂装性的判断标准如下所述。
[0059]
ok：阳离子电沉积涂装后的焊渣的整个表面上形成有涂膜的情况
[0060]
ng：阳离子电沉积涂装后的焊渣的一部分表面上形成有涂膜的情况
[0061]
图1是绘示焊渣中的si和mn的含量与焊渣的电沉积涂装性的关系。
[0062]
由图1可知，当焊渣中的si的含量在14质量％以下，si相对于mn的质量比在0.25以下时，焊渣的电沉积涂装性为ok，除上述之外的情况下，焊渣的电沉积涂装性为ng。
[0063]
以下，将焊渣中的si的含量在14质量％以下、si相对于mn的质量比在0.25以下的情况作为实施例，将除实施例之外的情况设为比较例。
[0064]
图2是绘示阳离子电沉积涂装前后的实施例的焊接部的表面的光学显微镜照片。
[0065]
由图2可知，阳离子电沉积涂装后的焊渣s的整个表面上形成有涂膜c。
[0066]
图3是绘示阳离子电沉积涂装前后的比较例的焊接部的表面的光学显微镜照片。
[0067]
由图3可知阳离子电沉积涂装后的焊渣s的一部分表面上形成有涂膜c。
[0068]
图4是绘示阳离子电沉积涂装前的实施例的焊渣的截面的sem照片(放大照片)。
[0069]
由图4可知，实施例的焊渣具有树突组织。此处，深色部为富si相，si相对于mn的质量比在0.13以上且0.31以下。另外，浅色部为富mn相，si相对于mn的质量比在0.03以上且0.07以下。
[0070]
图5是绘示阳离子电沉积涂装后的实施例的焊渣的截面的sem照片。
[0071]
由图5可知，在阳离子电沉积涂装后的焊渣s的整个表面上形成有涂膜c。此处，图5(a)和(b)中的焊渣s的厚度分别为36μm和50μm。

技术特征：
1.一种焊接体，经由焊接部焊接有多个钢铁部件，至少一个前述焊接部的表面上存在焊渣，前述焊渣中si的含量在14质量％以下，si相对于mn的质量比在0.25以下。2.根据权利要求1所述的焊接体，其中，前述钢铁部件中si的含量在0.72质量％以下。3.根据权利要求1所述的焊接体，其中，前述焊渣具有树突组织。4.根据权利要求1所述的焊接体，其中，前述焊渣的厚度在50μm以下。5.一种焊接体的制造方法，其是制造权利要求1至4中任一项所述的焊接体的方法，所述焊接体的制造方法包括在保护气体中对多个钢铁基材进行电弧焊接的步骤。6.根据权利要求5所述的焊接体的制造方法，其中，前述保护气体中活性气体相对于惰性气体的体积比在5/95以上且14/86以下。

技术总结
本申请提供一种焊接体，经由焊接部焊接有多个钢铁部件，至少一个前述焊接部的表面上存在焊渣，前述焊渣中Si的含量在14质量％以下，Si相对于Mn的质量比在0.25以下。Si相对于Mn的质量比在0.25以下。


技术研发人员：神保弘树 日高达真
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/10/8